一种煤矸石滤水材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矸石滤水材料及其制备方法。所述煤矸石滤水材料是多孔结构，包括煤矸石、辅料和粘合剂；所述辅料为玻璃粉、膨润土、长石粉、木粉中的至少一种；所述粘合剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、发泡玉米粉、糊精中的至少一种；所述的煤矸石为粘土岩类、铝质岩类或砂岩类煤矸石。其内部孔隙为有益菌提供适宜的生存环境，让有益菌在污水处理过程中不至于随着水的流动而流失。所述制备方法包括原料破碎、搅拌、压型和烧成。本发明专利技术所述煤矸石滤水材料可以有效降低煤矸石对环境的污染，可以减少污水处理厂对天然砂石滤材的依赖，降低对天然砂石的开采，有效的保护自然环境，为煤石综合利用提供了一种新的方向。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石滤水材料及其制备方法
本专利技术属于无机非金属材料生产工艺
，具体涉及一种煤矸石滤水材料及其制备方法。
技术介绍
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在煤炭形成过程中与煤层伴生的一种含炭量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和镓、钒、钛、钴等微量稀有元素。煤矸石按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类。煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。煤矸石的存量和产生量巨大，如何对煤矸石进行综合利用，实现工业化生产和变废为宝尤为重要，目前煤矸石的主要用途是回收煤炭，发电，生产建材，铺路，充填等。根据对煤矸石的成分分析，煤矸石可以用于生产滤水材料。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种煤矸石滤水材料。为解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：一种煤矸石滤水材料，所述材料包括煤矸石、辅料和粘合剂；其中，所述辅料为玻璃粉、膨润土、长石粉、木粉中的至少一种；所述粘合剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、发泡玉米粉、糊精中的至少一种。进一步的，所述的煤矸石为粘土岩类、铝质岩类或砂石岩类煤矸石。作为优选，所述煤矸石滤水材料中煤矸石的量为80wt％－98wt％；所述辅料的量为0－18wt％；所述粘合剂的量为5wt％－20wt％。所述煤矸石滤水材料的具体制备工艺为：S1.原料破碎：将原料煤矸石破碎至2mm以下；S2.搅拌：将步骤S1中破碎后的煤矸石、辅料、粘合剂和拌和剂混合，得到配方料；S3.压型：将步骤S2所得配方料输送到自动压机压制成一定规格的半成品；根据实际需要可将配方料压制成粒径为10—30mm的圆球、圆柱或一定规格尺寸的平板；S4.烧成：将步骤S3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，将烧成后的产品经冷却后筛选，得到成品煤矸石滤水材料。成品煤矸石滤水材料的透水系数可根据实际需求进行调节。透水系数的调节方式是改变辅料的添加比例，辅料添加比例大，透水系数低；辅料添加比例小，透水系数高。作为本专利技术的一个实施例，步骤S1中还包括，用筛网将所得煤矸石颗粒中粒径大于2mm的颗粒筛掉；其中100目筛下微粉占煤矸石颗粒5wt％－15wt％。作为本专利技术的一个实施例，步骤S2的具体过程为，将破碎后的煤矸石喷入拌和剂充分混合，然后加入辅料和粘结剂混合均匀，再次喷入拌和剂充分混合，得到配方料。作为本专利技术的一个实施例，步骤S2中，所述拌和剂为水或水玻璃溶液水。作为本专利技术的一个实施例，步骤S2中，所述水玻璃溶液的浓度为5wt％－20wt％。作为本专利技术的一个实施例，所述步骤S2中，控制喷洒拌和剂的量，使配方料中含水率为4％－7％。作为本专利技术的一个实施例，步骤S4中，所述烧成温度为1150℃－1250℃；和/或，所述烧成周期为2－4小时。作为本专利技术的一个实施例，步骤S4中，烧成使用的窑炉需有足够好的通风，保证煤矸石顺利脱炭。作为本专利技术的一个实施例，步骤S4中，所述烧结为静态烧结，即在烧结过程中，煤矸石滤水材料相对窑具静止，不产生滚动，火焰或热风从煤矸石滤水材料缝隙通过。静态烧结与旋窑和/或遂道窑烧结方式不同。保证烧结过程中，煤矸石能够顺利脱碳。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：(1)本专利技术所述的煤矸石滤水材料是一种多孔结构，其内部孔隙为有益菌提供适宜的生存环境，让有益菌在污水处理过程中不至于随着水的一次流动而流失；(2)本专利技术所述的煤矸石滤水材料可以有效降低煤矸石对环境的污染；可以减少污水处理厂对天然砂石滤材的依赖，降低对天然砂石的开采，有效的保护自然环境，为煤石综合利用提供了一种新的方向。(3)煤矸石滤水材料在蒸馏水，弱酸性水，弱碱性水中浸泡24小时以上，均未检测到有害物质析出，说明煤矸石生产滤水材料是安全的。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式作进一步地详细描述。【实施例1】煤矸石滤水材料的制备S1.原料破碎：原料为160g铝质岩类煤矸石，38g辅料和2g羧甲基纤维素钠粘合剂，将煤矸石破碎至2mm以下，得到煤矸石粉。所述辅料是膨润土和直径小于2mm的玻璃粉按重量比1：1用快速磨研磨10分钟所得。S2.搅拌：将步骤S1中得到的煤矸石粉放入搅拌机内，向煤矸石粉喷5wt％水玻璃溶液6g，搅拌2分钟；再加入羧甲基纤维素钠粘合剂搅拌均匀，再加入辅料，搅拌的同时喷入12g水，搅拌均匀得到配方料。S3.压型：将步骤S2所得配方料用100吨压机压制成φ25mm*25mm圆柱。S4.烧成：将步骤S3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，烧成温度为1150℃，烧成周期为4小时。将烧成后的圆柱颗粒冷却后，分检得到成品。【实施例2】煤矸石滤水材料的制备S1.原料破碎：原料为180g粘土类煤矸石，16g辅料和4g膨化玉米粉粘合剂，将煤矸石破碎至2mm以下，得到煤矸石粉。辅料是膨润土和直径小于2mm的玻璃粉按重量比2：1用快速磨研磨12分钟所得。S2.搅拌：将步骤S1中得到的煤矸石粉放入搅拌机内，向煤矸石粉喷10g水，搅拌2分钟；再加入粘合剂搅拌均匀，再加入辅料并喷水4g，搅拌均匀得到配方料。S3.压型：将步骤S2所得配方料用100吨压机压制成φ20mm球形颗粒。S4.烧成：将步骤S3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，烧成温度为1200℃，烧成周期为3小时。将烧成后的球形颗粒冷却后，分检得到成品。【实施例3】煤矸石滤水材料的制备S1.原料破碎：原料为196g砂石类煤矸石和4g膨化玉米粉粘合剂，将煤矸石破碎至2mm以下，得到煤矸石粉。S2.搅拌：将步骤S1中得到的煤矸石粉放入搅拌机内，向煤矸石粉中喷入20wt％水玻璃溶液16g，搅拌2分钟；再加入粘合剂搅拌均匀，得到配方料。S3.压型：将步骤S2所得配方料用100吨压机压制成φ20mm球形颗粒。S4.烧成：将步骤S3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，烧成温度为1250℃，烧成周期为2小时。将烧成后的球形颗粒冷却后，分检得到成品。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矸石滤水材料，其特征在于：包括煤矸石、辅料和粘合剂；/n所述辅料为玻璃粉、膨润土、长石粉、木粉中的至少一种；/n所述粘合剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、发泡玉米粉、糊精中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石滤水材料，其特征在于：包括煤矸石、辅料和粘合剂；
所述辅料为玻璃粉、膨润土、长石粉、木粉中的至少一种；
所述粘合剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、发泡玉米粉、糊精中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的煤矸石滤水材料，其特征在于：所述的煤矸石为粘土岩类、铝质岩类或砂石岩类煤矸石。


3.制备如权利要求1或2所述的煤矸石滤水材料的方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
S1.原料破碎：将原料煤矸石破碎至一定尺寸范围；
S2.搅拌：将步骤S1中破碎后的煤矸石、辅料、粘合剂和拌和剂混合，得到配方料；
S3.压型：将步骤S2所得配方料输送到自动压机压制成一定规格的半成品；
S4.烧成：将步骤S3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，将烧成后的产品经冷却后筛选，得到成品煤矸石滤水材料。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S1中，将煤矸石颗粒破碎到粒径小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纯杰，姚长青，徐顺涛，
申请(专利权)人：山东义科节能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37